Después de años de investigación, finalmente se ha desentrañado el cromosoma Y. En 2022, el genoma humano «completo» se presentó con mucha fanfarria, pero aún faltaba una pieza simbólica. Mapear el cromosoma Y, que determina el sexo masculino, es la última pieza del rompecabezas.
Los investigadores utilizaron el ADN de un hombre. Al colocar los bloques de construcción en secuencia, los investigadores descubrieron 41 genes adicionales, escriben hoy en la revista científica Naturaleza. También revelaron nuevos genes que desempeñan un papel importante en la fertilidad y la producción de esperma.
El consorcio Telomere-to-Telomere (T2T) ya había descifrado completamente el cromosoma X en 2020. El año pasado, un equipo de 100 científicos elaboró el mapa de todo el genoma humano (T2T-CHM13), con la salvedad de que sólo faltaba el cromosoma Y. Ahora hemos conseguido añadir 30 millones de componentes básicos a lo que hasta ahora se conocía del cromosoma Y. Esto ha descifrado el código completo de 62 millones de piezas del cromosoma Y. El resultado se denomina T2T-Y y, junto con T2T-CHM13, forma el genoma completo de la mitad de la población mundial.
Los nacidos niños tienen el cromosoma Y, pero también se puede encontrar en personas intersexuales, personas que nacen con características sexuales tanto masculinas como femeninas. El cromosoma Y humano tiene una estructura compleja, con muchas más repeticiones que los otros 23 cromosomas, por lo que fue difícil de desentrañar.
Los investigadores lo comparan con un libro roto en tiras. Cuando todas las oraciones son únicas, es más fácil determinar el orden que cuando ciertas oraciones se repiten miles de veces o, en el caso del cromosoma Y, hasta 30 millones de veces. Por lo tanto, más de la mitad del cromosoma Y aún no era visible.
desconcertados juntos
El ADN está formado por largas cadenas de cuatro bases químicas. El genoma humano completo tiene más de tres mil millones de bases. Con las técnicas antiguas, un fragmento de ADN que había que secuenciar no podía tener más de mil bases. Los hilos más largos se cortaron en pedazos separados y se volvieron a unir. Pero con muchas piezas grandes y mucha repetición de partes individuales, era imposible una reconstrucción precisa.
Técnicas modernas – lectura larga y secuenciación ultralarga – puede leer piezas mucho más largas, combinarlas con piezas cortas y ordenarlas. Esto explica por qué los investigadores del genoma están logrando avances tras otros, como el pasado mes de mayo con el ‘pangenoma’, el ADN humano completo basado en los códigos genéticos completos de 47 personas de todo el mundo. Además del mapa completo del cromosoma Y, ahora se han examinado otros 43 cromosomas Y humanos.
Los investigadores del cromosoma Y utilizaron una técnica avanzada: secuenciación de alta fidelidad y nanoporos llamado. Al secuenciar las mismas piezas decenas o cientos de veces (colocándolas en orden), los investigadores pudieron comprobar la fiabilidad de sus hallazgos. También podrían aprovechar el conocimiento adquirido al secuenciar otros cromosomas.
Cómo puede vivir el campañol sin un cromosoma Y
La mayor sorpresa fue lo organizadas que estuvieron las repeticiones.
Adam Phillippy investigador
Los investigadores presentan ahora los 62.460.029 pares de bases del cromosoma Y, corrigiendo también los errores cometidos en intentos anteriores de unir las piezas individuales. Esta nueva composición podría ser un sucesor más fiable del genoma de referencia existente, con el que los investigadores comparan sus propios análisis.
«La mayor sorpresa fue lo organizadas que estaban las reposiciones», dice Adam Phillippy, investigador principal de la revista. Tiempo elegido uno de las personas más influyentes de 2022 para mapear el genoma humano. “Casi la mitad del cromosoma consta de bloques alternos de dos secuencias repetidas específicas. Esto crea un hermoso patrón similar a una colcha”.
Riesgo de cáncer
T2T-Y también muestra más información sobre áreas médicamente relevantes. Esto permitió a los investigadores visualizar una serie de palíndromos (secuencias largas iguales en ambas direcciones) que influyen en la fertilidad. El cromosoma Y no sólo es importante para el desarrollo de las características sexuales; también contribuye, por ejemplo, al riesgo de cáncer. «Cuando encuentras nuevas variaciones, siempre esperas que ayuden a comprender mejor la salud humana», dijo Phillippy en un comunicado de prensa del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de EE. UU. «Las variaciones de ADN médicamente relevantes pueden ayudar a realizar mejores diagnósticos en el futuro».
Manfred Kayser, profesor de biología molecular forense en Erasmus MC en Rotterdam y que no participa en la investigación, es un poco más reservado. «Aún no se sabe si los genes identificados son clínicamente relevantes, por ejemplo en lo que respecta a las causas genéticas de la infertilidad masculina».
En su opinión, el punto fuerte de este estudio es principalmente que ahora dispone de una imagen completa, de modo que todos los que investigan el cromosoma Y tienen una referencia para sus propios resultados. «Las mayores ganancias se dan en las regiones con repeticiones. Esto hace posible investigar qué significa esto y por qué ha habido tal acumulación de repeticiones en la evolución».